基于锥形束CT研究肺癌图像引导放疗的内靶区外放边界值

目的:研究肺癌锥形束CT图像引导放疗联合在线配准方式的内靶区外放边界。方法:选取24例肺癌患者,应用医科达Synergy加速器行CBCT扫描,将获取的CBCT图像与计划4DCT图像配准,得到患者放疗时三维方向上的平移摆位误差和旋转误差,XVI系统配合治疗床进行在线校正,并计算内靶区外放边界值。结果:24例患者共行380次CBCT扫描,校正前后:左右、头脚、前后方向的外放值M分别为5.3 mm、8.6 mm、3.8 mm和2.2 mm、1.8 mm、1.1 mm。校正前后旋转误差数据结果显示,Rx、Ry轴向上有统计学意义(t=2.817,P=0.005;t=-3.481,P=0.001),Rz轴上差异无统计学意义(t=0.554,P=0.580)。结论:肺癌患者采用CBCT下图像引导放疗可显著缩小ITV外放范围,提高放疗精度,有效降低正常组织受照射范围,提升肿瘤放疗剂量,弥补手术局部复发率高的劣势。

高能电子线放射治疗的剂量学参数测量与分析

目的:对高能电子线总输出因子、百分深度剂量、深度剂量分布的剂量学参数进行测量并分析讨论。方法:在Varian23EX直线加速器上,利用9606剂量测量仪和0.6 cc指型电离室测量不同能量、不同限光筒及不同射野下的输出剂量并作归一,得到我们所要的剂量学参数,然后分析数据。结果:总输出因子在不同能量下与正方形射野边长的关系可满足等式:y=a.ebx+c.edx。水模体百分剂量分布中,6 MeV电子线各限光筒的90%、85%等剂量深度基本不变,9 MeV^15 MeV下90%、85%等剂量深度随着限光筒尺寸增大而变深。对于水模体的深度剂量分布情况,6 MeV和12 MeV能量的10 cm×10 cm、15 cm×15 cm限光筒均整区内对称点的最大相对剂量差分别都为0.04%、0.03%。结论:通过测量掌握实际照射中的剂量学特点,对于电子线剂量的准确计算以及临床计划制定具有很大的参考价值。

基于CT图像三维电子线放疗剂量的计算方法

背景:电子线放射治疗能有效治愈浅表和偏心的肿瘤,结合CT图像及三维剂量算法实现肿瘤的剂量精确定量,有利于肿瘤的局部控制率。目的:研究和实现一种基于CT图像的三维电子线放射治疗的计算方法。方法:采集临床鼻腔筛窦肿瘤患者的CT图像,通过VisualC++开发工具对CT图像进行DICOM解析,获取相关的数据,建立仿真人体矩阵信息,用以剂量模型的计算,包括斜入射校正和组织不均匀性校正。采用VTK技术重建出CT图像的矢状面和冠状面,根据剂量模型计算的剂量值,生成横断面、矢状面以及冠状面的等剂量分布曲线。结果与结论:根据面向对象的分析和设计理念,开发了交互式界面易操作、可视化程度高的治疗计划软件;给定靶区剂量计算得到加速器输出剂量;高剂量线能很好的适形靶区,并使正常组织和关键器官所受剂量很小,从而得到保护。实现电子线放射治疗患者体内剂量的可视化,直观显示剂量分布,对提高患者的放射治疗质量和精确放疗的后续研究具有指导意义。

双侧乳腺癌同步放疗设计中多射野中心及固定钨门技术的应用

目的:拟利用双射野中心及固定钨门限定射野范围方式分别设计双侧乳腺癌的容积弧形旋转调强及三维静态调强放疗计划,并对两者放射治疗计划的结果进行评价,分析此放疗技术在临床治疗的可行性。方法:选取8例确诊且进行放疗的双侧乳腺癌患者进行回顾性研究。利用Ray Station v4.5系统,基于Trilogy加速器参数分别设计两种固定射野的调强计划:双射野中心容积旋转调强(D-VMAT)、双射野中心三维静态调强(D-sIMRT)。肿瘤计划靶区(PTV)处方剂量为5 000 cGy/25 f,要求双侧乳腺靶区PTV-L、PTV-R均至少95%以上的靶区体积达到处方剂量,利用剂量体积直方图及计划系统的Clincal goal工具比较两者剂量分布、靶区剂量的均匀性及适形性和心脏、双肺、肝脏、脊髓等重要危及器官的剂量差异。结果:两种双中心固定射野的调强计划均可以满足双侧乳腺肿瘤靶区的处方剂量,同时重要器官的剂量满足临床放疗医师限定标准。D-VMAT计划在剂量均匀性指数(HI)及靶区适形度指数(CI)方面均优于D-s IMRT计划(P<0.05)。两者在心脏V_(20)、肝脏V_5和D_(mean)以及脊髓D_(max)保护上并无明显差异。D-s IMRT与D-VMAT计划在全肺的剂量上相比较,后者可以显著降低全肺区域的剂量受量,V5(47.9%±4.6%vs 42.2%±3.9%, P=0.001)、V20(22.9%±6.7%vs 17.5%±4.3%, P=0.021)、V_(30)(15.7%±5.8%vs 11.7%±3.6%, P=0.031)、D_(mean)[(1 222.5±246.7)cGy vs(1 009.5±161.3)cGy, P=0.009],且能更好降低心脏的平均剂量(P<0.05);机器跳数MU为(1 177±311 vs 908±130, P=0.036)。结论:双射野中心及限定射野钨门技术的调强计划均可以满足双侧乳腺癌的临床放疗实施,同时D-VMAT计划可给予靶区更好的剂量均匀性及适形性,降低心脏和肺放疗损伤剂量以及提高治疗效率。

多叶光栅叶片宽度对鼻咽癌剂量学的影响

目的:评估加速器治疗机多叶光栅(MLC)叶片宽度在鼻咽癌调强放疗中的剂量学影响。方法:建立两个直线加速器治疗机模型:两个模型的剂量学参数完全一致,将多叶光栅宽度分别设置为10 mm和5 mm,其余机械参数也完全一致;将这两个治疗机模型应用于7例鼻咽癌患者的调强放疗计划设计,比较不同的多叶光栅叶片宽度对鼻咽癌调强放疗计划带来的剂量学影响。结果:使用10 mm MLC叶片宽度的模型和5 mm MLC叶片宽度的模型制定调强放疗计划,其脑干最大剂量分别为54.5 Gy±3.4 9 Gy和53.5 Gy±3.67 Gy,左侧视神经最大剂量分别为43.6 Gy±15.5 Gy和42.5 Gy±15.3 Gy,右侧视神经最大剂量分别为40.8 Gy±16.3 Gy和39.6 Gy±16.4 Gy,左侧颞叶大于65 Gy的体积分别为0.58 cm3±0.57cm3和0.48 cm3±0.46 cm3。对于几例脑干受侵和视神经视交叉受侵的鼻咽癌病人,使用5 mm MLC叶片宽度相比10 mm MLC叶片宽度的机器模型,能够明显的降低其对应受侵部位的高剂量,且能带来更好的靶区剂量均匀性。结论:5 mm MLC叶片宽度治疗机相对于10 mm MLC叶片宽度治疗机,更适合对危及器官有高剂量要求的鼻咽癌的放射治疗。

基于Python脚本的RayStation治疗计划系统逆向调强放疗计划半自动设计

目的:利用Ray Station治疗计划系统提供的基于Python语言的脚本平台,进行逆向调强放疗计划半自动设计。方法:以胸部放疗计划设计为例,介绍了Ray Station治疗计划系统下利用Python脚本进行半自动计划设计的关键步骤,包括感兴趣区轮廓名称和颜色的标准化、计划的创建和修改、临床目标和优化函数的设置、优化函数的自动更新等。结果:通过Python语言可以实现放疗计划制定过程中各步骤的自动化,并编写成可根据处方剂量一键生成放疗计划的脚本程序,支持不同肿瘤类型、处方和其他个性化设置。结论:使用Python脚本的半自动计划工具可提高Ray Station治疗计划系统下放疗计划制定的效率,物理师可将更多时间留给个体化的计划修改和优化,有利于提高放疗计划的水平。

两种不同优化算法在胸部肿瘤调强放射治疗计划中的对比研究

目的:研究直接子野优化(DMPO)算法与多目标优化(MCO)算法在胸部肿瘤放射治疗计划设计优化过程中的差异。方法:选取20例食管癌患者,将患者在Pinnacle3计划系统的CT图像、勾画的靶区、设计参数和剂量信息等资料,通过DicomRT协议从Pinnacle3计划系统传输到Ray Station计划系统中。保持照射野设置、处方剂量不变,改用MCO算法重新优化治疗计划,比较两种优化算法在剂量分布、靶区适形指数(CI)与靶区均匀指数(HI)、危及器官(OAR)剂量、计划设计与执行效率的差异性。结果:两种算法优化的计划结果均能基本满足临床剂量要求,与DMPO相比,MCO计划靶区PGTV适形指数CIpgtv和均匀指数HIpgtv以及靶区PTV的适形指数CIptv均差别不大,但危及器官的受量明显小于前者,其中肺的V10、V20、V30、平均剂量Dmean-l,心脏的V30、V40和平均剂量Dmean-h以及脊髓最大剂量D1cm3-s和平均剂量Dmean-s,均存在显著性差异;从计划的设计时间上来看,MCO计划组明显短于DMPO计划组,而从执行效率上来看,两者差异不大。结论:对于食管癌同期加量三维调强放疗计划,与DMPO算法相比,MCO算法可得到更低的OAR剂量,并且在临床应用上明显提高工作效率。

半野技术结合非共面照射技术在乳腺癌胸锁联合照射中的应用

目的:介绍一种乳腺癌适形放疗中新的射野衔接技术,以保证乳腺癌患者放疗时锁骨上区域与胸壁区域靶区剂量均匀衔接,并降低治疗计划设计与实施中的操作复杂度。方法:选取一例乳腺癌胸锁联合照射病人,锁骨上靶区采用半野照射技术,胸壁靶区采用非共面切线野照射技术,使上下两组照射野在射野衔接处相切。使用直线加速器6 MV-X射线照射靶区,处方剂量设置为50 Gy包绕95%靶区体积,使用治疗计划系统计算三维剂量分布。结果:半野照射技术结合非共面照射技术应用于乳腺癌胸锁联合照射时,在治疗计划系统上显示处方剂量在射野衔接处均匀衔接,50 Gy处方剂量等剂量线平滑,剂量线未见明显的凹陷和突出现象,无剂量冷热点出现。结论:半野照射技术联合非共面照射技术用于乳腺癌胸锁联合照射,在TPS上演示显示使用该方法能够使相邻射野剂量均匀衔接,适用于胸壁部分靶区头脚方向长度大于20 cm的患者放射治疗需求,且使用方法较传统方法更加简单易行,值得推广,临床实际使用中建议使用验证手段来保障该技术的可靠性。

robust优化在乳腺癌调强放疗中的应用

目的探讨robust优化在乳腺癌调强放疗中的应用。方法选取10例左侧乳腺癌改良根治术后患者为研究对象,应用Raystation计划系统设计划分为A组与B组,A组为加入robust优化的调强适形放射治疗(IMRT)计划、容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划,B组为不加入robust优化的IMRT计划、VMAT计划,剂量体积约束条件及处方剂量相同。比较A组与B组适形指数(CI)及均匀指数(HI)、靶区和危及器官剂量。结果 A组计划在射野中心发生位移时,能获得较满意的剂量分布。与B组比较,A组计划靶区(PTV)的CI和临床靶区(CTV)的处方剂量覆盖率明显提高,PTV的HI明显降低,差异均有统计学意义(均P<0.05);而危及器官的剂量比较,差异基本无统计学意义(均P>0.05)。结论对于乳腺癌改良根治术后的患者,用Raystation计划系统设计IMRT计划和VMAT计划时可加入robust优化,以更好地提高靶区的剂量覆盖率。

基于锥形束分析CT扫描的直肠癌图像引导放疗的摆位误差

目的:利用加速器机载锥形束CT(CBCT)研究分析直肠癌图像引导放疗的摆位误差。方法:选择54例直肠癌患者,每位患者治疗第一周每天行CBCT扫描及以后每周一次,将获取的CBCT图像与计划CT图像配准,计算出患者放疗时三维方向上的摆位误差值。结果:54例患者共行433次CBCT扫描,平均摆位误差X轴(左右)方向为2.63±1.98mm,Y轴(头脚)方向为5.77±4.47mm,Z轴(前后)方向为2.02±1.73mm。CTV的外放边界值:X=6.13mm,Y=13.61mm,Z=6.91mm。结论:直肠癌患者采用CBCT下图像引导放疗可提高放疗精度,有效降低正常组织受照射范围,提升肿瘤放疗剂量,弥补手术局部复发率高的劣势。

高能电子束放射治疗的研究进展

高能电子束是现代放射治疗中一种重要的治疗形式，为浅表的和偏心的肿瘤提供了一个特殊的治疗选项。从20世纪50年代初期，电子束就已经被用于放射治疗，并在70年代随着医用电子直线加速器的推广和应用得到了很大的发展，其疗效也得到了肯定。尤其在近几十年来，随着放射物理学、放射生物学、临床肿瘤学和医学影像学的发展，放射治疗技术领域发生了巨大的变革。